FR2553865A1

FR2553865A1 - COMPRESSED GAS TANK

Info

Publication number: FR2553865A1
Application number: FR8416189A
Authority: FR
Inventors: Otto Wessel
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1983-10-24
Filing date: 1984-10-23
Publication date: 1985-04-26
Also published as: DE3338879A1; GB8426742D0; GB2148478B; IT8422616A0; BR8405361A; FR2553865B1; GB2148478A; US4598836A; DE3338879C2; JPS6098294A; IT1175700B

Abstract

SELON L'INVENTION, CE RESERVOIR A GAZ COMPRIME POUR LE STOCKAGE D'HYDROGENE SUR LA BASE D'UNE REACTION GAZ-MATIERE SOLIDE, QUI EST REMPLI D'UNE MASSE DE STOCKAGE, EST CARACTERISE EN CE QUE DANS LA MASSE DE STOCKAGE 1 EST INCORPORE AU MOINS UN CORPS ELASTIQUE 2 DONT LE VOLUME PEUT ETRE COMPRIME SOUS LA PRESSION DE LA MASSE DE STOCKAGE 1 ET QUI EST COMPOSE D'UN MATERIAU RESISTANT AUX TEMPERATURES QUI APPARAISSENT LORS DU CHARGEMENT ET DU DECHARGEMENT DU RESERVOIR A GAZ COMPRIME 3 EN HYDROGENE, DE FACON QUE, A L'ETAT DECHARGE, LE VOLUME DU RESERVOIR SOIT EGALEMENT TOTALEMENT REMPLI.ACCORDING TO THE INVENTION, THIS COMPRESSED GAS TANK FOR THE STORAGE OF HYDROGEN ON THE BASIS OF A GAS-SOLID MATERIAL REACTION, WHICH IS FILLED WITH A STORAGE MASS, IS CHARACTERIZED IN THAT IN THE STORAGE MASS 1 IS INCORPORATES AT LEAST ONE ELASTIC BODY 2 THE VOLUME OF WHICH CAN BE COMPRESSED UNDER THE PRESSURE OF THE STORAGE MASS 1 AND WHICH IS COMPOSED OF A MATERIAL RESISTANT TO THE TEMPERATURES WHICH APPEAR DURING THE LOADING AND UNLOADING OF THE COMPRESSED GAS TANK 3, IN HYDROGEN 3 SO THAT, IN THE UNLOADED STATE, THE VOLUME OF THE TANK IS ALSO FULL FILLED.

Description

* 1 _ I L -i:; i -;a -un r-e voir à gaz comprimé pour stockeï de* 1 _ I L -i :; i -; a-r-e see compressed gas for storage of

l'hydrogène sur la base d'une réaction hydrogen based on a reaction

gaz-matière solide.gas-solid matter.

On sait stocker de l'hydrogène dans un réservoir qui est rempli d'une matière de stockage pulvérisée d'un métal formant un hybride L'hydrogène est absorbé par la masse de stockage jusqu'à un certain degré dans un processus exothermique Le déchargement du réservoir se produit en apportant de la chaleur à la masse de stockage, ce qui libère à nouveau l'hydrogène L'absorption de l'hydrogène par la masse de stockage est liée à une augmentation sensible du volume de ladite masse de stockage Cette augmentation entraîne souvent, en particulier pour des réservoirs à gaz comprimé utilisés de façon mobile, après 15 plusieurs chargements et déchargements des déformations plastiques de l'enveloppe du réservoir Ce phénomène se produit même lorsque lors du remplissage du réservoir avec la masse de stockage, un volume partiel reste libre pour la dilatation de cette masse La raison en est que, après 20 plusieurs chargements et déchargements et par suite de secousses, la masse de stockage pulvérulente se solidifie si fort qu'elle ne peut remplir le volume d'expansion se trouvant à sa disposition, mais au contraire qu'elle agit avec une grande pression sur la paroi du réservoir et 25 déforme celle-ci plastiquement Pour des raisons de sécurité, de telles déformations ne sont pas admissibles, surtout sur des réservoirs de gaz sous pression destinés à un usage mobile (réservoir de véhicules) De nombreuses It is known to store hydrogen in a tank which is filled with a storage material sprayed with a metal forming a hybrid. Hydrogen is absorbed by the storage mass to a certain degree in an exothermic process. tank occurs by supplying heat to the storage mass, which releases hydrogen again The absorption of hydrogen by the storage mass is linked to a significant increase in the volume of said storage mass This increase results in often, in particular for compressed gas tanks used in a mobile manner, after several loading and unloading of plastic deformations of the tank envelope This phenomenon occurs even when during filling of the tank with the storage mass, a partial volume remains free for the expansion of this mass The reason is that, after several loading and unloading and as a result of shaking, the pulverulent storage mass solidifies so strongly that it cannot fill the expansion volume available to it, but on the contrary that it acts with great pressure on the wall of the reservoir and deforms it plastically For safety reasons, such deformations are not admissible, especially on pressurized gas tanks intended for mobile use (vehicle tanks) Many

propositions ont déjà été faites pour résoudre ce problème. Proposals have already been made to resolve this problem.

Ainsi, par exemple il est proposé dans le document So, for example it is proposed in the document

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1 EP-A-00 16 576 d'agencer la masse de stockage à l'intérieur du réservoir sur des récipients semblables à des tablettes, empilés les uns au-dessus des autres La masse de stockage est disposée, de préférence dans des cavités en forme d'auges dont la section transversale s'élargit vers le haut en cône, sur les tablettes individuelles Dans les espaces creux formés entre les étages individuels, la masse de 1 EP-A-00 16 576 to arrange the storage mass inside the tank on receptacles similar to shelves, stacked one on top of the other The storage mass is arranged, preferably in cavities in form of troughs whose cross section widens upwards in a cone, on the individual shelves In the hollow spaces formed between the individual floors, the mass of

stockage peut se dilater lors du chargement en hydrogène. storage may expand when loading with hydrogen.

L'inconvénient de cette proposition est qu'ici, il faut 10 prendre en compte un relativement grand volume mort, c'est-à-dire non utilisable pour le stockage d'hydrogène, et qu'il n'est pas exclu que, pour une utilisation mobile du réservoir de gaz comprimé, c'est-à-dire dans un véhicule, la masse de stockage par suite des secousses du véhicule soit 15 projetée hors de ses points de dépôt sur la tablette et se concentre en des endroits précis De ce fait, il peut se produire à nouveau les déformations plastiques non The disadvantage of this proposal is that here, a relatively large dead volume must be taken into account, that is to say not usable for the storage of hydrogen, and that it is not excluded that, for mobile use of the compressed gas tank, that is to say in a vehicle, the mass of storage as a result of the tremors of the vehicle is projected out of its deposition points onto the tablet and is concentrated in precise locations As a result, plastic deformations can occur again,

souhaitées du réservoir à gaz comprimé. compressed gas tank.

Dans le document DE-OS 29 06 642 est décrit un réservoir à 20 gaz comprimé pour le stockage d'hydrogène, dans lequel de nombreux réservoirs plus petits sont agencés, qui sont remplis par la masse de stockage elle- même A l'intérieur des réservoirs plus petits on a laissé, de nouveau, un DE-OS 29 06 642 describes a compressed gas tank for the storage of hydrogen, in which many smaller tanks are arranged, which are filled with the storage mass itself. smaller tanks we left, again, a

volume vide pour l'expansion de la masse de stockage. empty volume for expansion of the storage mass.

Dans cette solution, des durcissements de la masse de stockage peuvent également se produire à l'intérieur des plus petits réservoirs, qui entraînent des déformations plastiques de ces petits réservoirs et, avec celles-ci, sous certaines circonstances, également des déformations 30 correspondantes du réservoir extérieur De plus, la fabrication d'un tel réservoir à gaz comprimé est liée à des coûts élevés et elle n'a pas de bons résultats en ce qui In this solution, hardening of the storage mass can also occur inside the smallest tanks, which cause plastic deformations of these small tanks and, with these, under certain circumstances also corresponding deformations of the external tank In addition, the manufacture of such a compressed gas tank is associated with high costs and it does not have good results as regards

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concerne une minimalisation du poids et du volume. concerns a minimization of weight and volume.

On connait en outre, d'après le document DE-OS 31 48 307 un procédé de chargement de réservoirs à gaz comprimé pour le stockage d'hydrogène, dans lequel on remplit et on comprime la masse de stockage dans le réservoir en soutenant, extérieurement, la paroi du réservoir (par exemple par un calibre) Ce support extérieur de la paroi du réservoir qui reste également maintenu pendant le stockage de l'hydrogène empêche une déformation plastique de la paroi du réservoir 10 et entraîne, par ailleurs, un durcissement de la masse de stockage à l'intérieur du réservoir Dans la mesure o on n'utilise pas ce soutien extérieur lors de chaque remplissage, il n'est pas exclu, en particulier pour une utilisation mobile du réservoir à gaz comprimé, que la masse de stockage durcie lors du premier chargement en hydrogène ne We also know from DE-OS 31 48 307 a method of loading compressed gas tanks for the storage of hydrogen, in which the storage mass in the tank is filled and compressed while supporting, externally , the wall of the tank (for example by a gauge) This external support of the wall of the tank which also remains maintained during the storage of the hydrogen prevents a plastic deformation of the wall of the tank 10 and causes, moreover, a hardening of the storage mass inside the tank Insofar as this external support is not used during each filling, it is not excluded, in particular for mobile use of the compressed gas tank, that the mass of hardened storage when first loaded with hydrogen does not

se désagrège à nouveau lors du déchargement, de sorte que, lors du chargement suivant des déformations plastiques du réservoir apparaissent, de la façon décrite précédemment. breaks up again during unloading, so that, during the next loading, plastic deformations of the tank appear, as described above.

Enfin, on connaît d'après le document EP-A-00 56 724 un réservoir à gaz comprimé pour de l'hydrogène dans lequel les particules individuelles de la masse de stockage sont incorporées dans une matrice remplissant le volume du Finally, from document EP-A-00 56 724, a compressed gas tank for hydrogen is known in which the individual particles of the storage mass are incorporated in a matrix filling the volume of the

réservoir et constituée d'un matériau synthétique poreux. tank and made of a porous synthetic material.

Par là, il est exclu que la masse de stockage s'accumule à 25 des endroits précis, s'y condense et s'y durcisse et entraîne, lors du chargement, des déformations plastiques inadmissibles du réservoir à gaz comprimé L'inconvénient dans ce cas est, à côté d'un procédé de fabrication onéreux pour la matrice en matériau synthétique, également un besoin 30 en place et les possibilités d'utilisation limitées de ce réservoir Comme la matrice pour recevoir la propre masse de stockage est constituée d'un matériau synthétique, d'étroites limites sont posées, en ce qui concerne les matériaux de stockage à employer, à cause de la stabilité à la température limitée des matières synthétiques Des matériaux de stockage, dans lesquels le chargement et le déchargement s'effectue à de hautes températures (par exemple 700 C), ne sont pas, pour cette raison, utilisables ici. L'objet de la présente invention est par conséquent de proposer un réservoir à gaz comprimé pour le stockage d'hydrogène sur la base d'une réaction gaz-matière solide, 10 qui soit facile à fabriquer, qui ne soit pas soumis à des limites importantes en ce qui concerne les matériaux de stockage à utiliser et pour lequel, lors du chargement en hydrogène, aucun préparatif particulier ne soit nécessaire pour éviter des déformations plastiques de la paroi du réservoir, par suite de l'expansion du volume de la masse de stockage. Cet objet est résolu avec un réservoir à gaz comprimé caractérisé en ce que dans la masse de stockage est incorporé au moins un corps élastique dont le volume peut être comprimé 20 sous la pression de la masse de stockage et qui est composé d'un matériau résistant aux températures qui apparaissent lors du chargement et du déchargement du réservoir à gaz comprimé en hydrogène, de façon que, en état déchargé, le By this, it is excluded that the storage mass accumulates in specific places, condenses and hardens there and causes, during loading, unacceptable plastic deformations of the compressed gas tank. The disadvantage in this In addition to an expensive manufacturing process for the matrix made of synthetic material, there is also a need in place and the limited possibilities of using this reservoir. As the matrix for receiving the own storage mass consists of a synthetic material, there are strict limits as regards the storage materials to be used, because of the limited temperature stability of synthetic materials Storage materials, in which loading and unloading is carried out at high temperatures (for example 700 C) cannot therefore be used here. The object of the present invention is therefore to provide a compressed gas tank for the storage of hydrogen on the basis of a gas-solid reaction, which is easy to manufacture, which is not subject to limits important with regard to the storage materials to be used and for which, during the hydrogen loading, no particular preparation is necessary to avoid plastic deformations of the tank wall, due to the expansion of the volume of the mass of storage. This object is solved with a compressed gas tank characterized in that at least one elastic body is incorporated in the storage mass, the volume of which can be compressed under the pressure of the storage mass and which is made of a resistant material. at the temperatures which occur during the loading and unloading of the hydrogen compressed gas tank, so that, in the unloaded state, the

volume du réservoir soit également totalement rempli. tank volume is also fully filled.

Avantageusement, plusieurs corps élastiques sont incorporés dans la masse de stockage, le ou les corps élastiques sont conformés en corps creux, les parois extérieures des corps élastiques sont en métal, et le ou les corps élastiques sont remplis d'un produit qui est liquide dans les conditions 30 (pression, température) de chargement du réservoir de gaz comprimé en hydrogène, et gazeux dans les conditions de Advantageously, several elastic bodies are incorporated into the storage mass, the elastic body or bodies are shaped as a hollow body, the external walls of the elastic bodies are made of metal, and the elastic body or bodies are filled with a product which is liquid in conditions 30 (pressure, temperature) for loading the reservoir of compressed gas with hydrogen, and gaseous under the conditions of

déchargement du réservoir de gaz comprimé. unloading of the compressed gas tank.

& Ir t_;i,'_ -sont conformes en corps en mousse à pores fermés, l'agencement des corps & Ir t_; i, '_ - conform to closed-pore foam body, body arrangement

élastiques étant libre.elastic being free.

Selon une variante de réalisation le ou les corps élastiques 5 présentent une forme oblongue, ils sont disposés parallèles à l'axe longitudinal du réservoir de gaz comprimé et leur longueur correspond à chaque fois à celle du réservoir à gaz comprimé. Selon une autre variante de réalisation les corps élastiques 10 sont conformés en corps en forme de disques comportant une section correspondant à la section du volume vide entre la surface interne de la paroi du réservoir à gaz comprimé et la surface extérieure d'un tube de gaz agencé coaxialement à l'intérieur du réservoir à gaz comprimé et en ce qu'ils sont 15 agencés, à distance les uns des autres, le long de l'axe du According to an alternative embodiment, the elastic body or bodies 5 have an oblong shape, they are arranged parallel to the longitudinal axis of the compressed gas tank and their length corresponds each time to that of the compressed gas tank. According to another alternative embodiment, the elastic bodies 10 are shaped as disc-shaped bodies having a section corresponding to the section of the empty volume between the internal surface of the wall of the compressed gas tank and the external surface of a gas tube. arranged coaxially inside the compressed gas tank and in that they are arranged, at a distance from each other, along the axis of the

réservoir à gaz comprimé.compressed gas tank.

Il est recommandé que les corps élastiques soient formés, au moins dans la zone de leur surface, d'un matériau à grande It is recommended that the elastic bodies be formed, at least in the area of their surface, of a material with large

conductibilité thermique.thermal conductivity.

De préférence, les corps élastiques sont pourvus extérieurement d'appuis plats qui s'appuient contre la surface Preferably, the elastic bodies are provided externally with flat supports which bear against the surface

intérieure de la paroi du réservoir à gaz comprimé. inside the wall of the compressed gas tank.

L'idée qui sert de fondement à l'invention est d'empêcher des déplacements locaux de la matière de stockage pulvéru25 lente en faisant en sorte que le volume du réservoir à gaz comprimé soit à tout moment rempli de matière de stockage et que lors du déchargement complet, il ne laisse aucun espace creux à l'intérieur du réservoir, dans lequel pourrait pénétrer la masse de stockage Pour cela, toute la masse de 30 stockage doit toujours se trouver, également en état de 1 décharge, au moins sous un effet de faible pression The idea which forms the basis of the invention is to prevent local movements of the slow pulverulent storage material by ensuring that the volume of the compressed gas tank is at all times filled with storage material and that when complete unloading, it leaves no hollow space inside the tank, into which the storage mass could penetrate For this, the entire storage mass must always be, also in the state of 1 discharge, at least under an effect low pressure

mécanique (précontrainte).mechanical (prestressing).

Mais en même temps, il faut qu'existe l'espace d'expansion nécessaire au changement de volume de la masse de stockage. 5 Ceci est garanti par le fait qu'un ou plusieurs corps élastiques comprimables en volume sont incorporés dans la masse de stockage Par "corps élastique comprimable en volume", il But at the same time, there must be the expansion space necessary to change the volume of the storage mass. 5 This is guaranteed by the fact that one or more elastic bodies compressible in volume are incorporated in the storage mass. By "elastic body compressible in volume", it

faut comprendre un corps qui diminue son volume sous une pression extérieure et lorsque la pression est supprimée, 10 agrandit à nouveau son volume de façon élastique. a body must be understood which decreases its volume under external pressure and when the pressure is removed, again enlarges its volume resiliently.

En état de non chargement, la masse de stockage occupe dans le réservoir à gaz comprimé le volume V 1, tandis que la partie de volume du ou des corps cylindriques correspond à V 2 Le réservoir à gaz comprimé est totalement rempli de 15 matière solide Lors du chargement du réservoir à gaz comprimé en hydrogène le volume de la masse de stockage croît jusqu'à la valeur VI', tandis que le volume du ou des corps élastiques sous la pression de la masse de stockage qui se gonfle diminue jusqu'à la valeur V 2 ' L'équation qui 20 en résulte est V 1 +V 2 = VI' + V 2 ' En état de décharge également le réservoir à gaz comprimé est ainsi complètement In the non-loading state, the storage mass occupies the volume V 1 in the compressed gas tank, while the volume part of the cylindrical body or bodies corresponds to V 2 The compressed gas tank is completely filled with solid material During from the loading of the compressed gas tank with hydrogen, the volume of the storage mass increases up to the value VI ', while the volume of the elastic body or bodies under the pressure of the inflating storage mass decreases until the value V 2 'The resulting equation is V 1 + V 2 = VI' + V 2 'In the state of discharge also the compressed gas tank is thus completely

rempli de matière solide.filled with solid matter.

Naturellement, il existe encore pour l'échange de gaz, dans chaque état de charge du réservoir à gaz comprimé, entre les 25 grains de la masse de stockage,des volumes creux remplis de gaz, qui cependant, ne doivent pas être considérés à part, car leur taille à chaque fois est si petite que même les plus petits grains de la masse de stockage ne peuvent y Naturally, there are still for gas exchange, in each state of charge of the compressed gas tank, between the 25 grains of the storage mass, hollow volumes filled with gas, which however should not be considered separately because their size each time is so small that even the smallest grains in the storage mass cannot

pénétrer; leur volume est ici imputé au volume de la masse 30 de stockage. enter; their volume is here attributed to the volume of the storage mass 30.

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1 Lors du déchargement du réservoir à gaz comprimé, le volume de la masse de stockage diminue, si bien que sa pression sur les corps élastiques décroît également et que ceux-ci peuvent se dilater à nouveau De ce fait, on garantit qu'à aucun moment, pendant le chargement et le déchargement du réservoir à gaz comprimé, ne naissent des espaces creux à l'intérieur du réservoir, qui ne soient remplis de matière solide Grâce à cela sont exclus des déplacements non souhaités et des concentrations correspondantes de la masse 10 de stockage à des endroits précis ainsi que les déformations 1 When the compressed gas tank is unloaded, the volume of the storage mass decreases, so that its pressure on the elastic bodies also decreases and the latter can expand again. At the time, during the loading and unloading of the compressed gas tank, hollow spaces are created inside the tank, which are not filled with solid material. Thanks to this, unwanted displacements and corresponding concentrations of mass are excluded. storage at specific locations as well as deformations

plastiques du réservoir à gaz comprimé qui y sont liées. compressed gas tank plastics attached to it.

Pour obtenir un effet de compensation particulièrement bon pour le changement de volume de la masse de stockage, il est opportun d'agencer plusieurs corps élastiques dans le réservoir à gaz comprimé Les corps élastiques peuvent, dans ce cas, être conformés en corps creux, par exemple en sphères creuses Il est particulièrement avantageux d'utiliser des corps creux dont les parois extérieures sont en métal, du fait que 20 les métaux sont généralement de bons conducteurs de la chaleur et qu'une bonne conductibilité thermique de l'extérieur vers l'intérieur du réservoir facilite le To obtain a particularly good compensation effect for the change in volume of the storage mass, it is advisable to arrange several elastic bodies in the compressed gas tank. The elastic bodies can, in this case, be shaped as a hollow body, by example in hollow spheres It is particularly advantageous to use hollow bodies whose outer walls are made of metal, since metals are generally good conductors of heat and good thermal conductivity from the outside to the inside. tank interior facilitates

chargement et le déchargement du réservoir à gaz comprimé. loading and unloading of the compressed gas tank.

L'élasticité d'un corps élastique conformé en corps creux 25 peut par exemple, être engendrée par un ressort à pression mécanique à l'intérieur du corps creux Dans un mode de réalisation préféré de l'invention les corps élastiques, qui sont conformés en corps creux, sont remplis d'un produit (par exemple acétone, méthanol, propane ou butane) qui est 30 liquide pour les pressions et les températures qui règnent lors du chargement du réservoir à gaz comprimé et gazeux pour les températures et les pressions de la phase de déchargement A l'opposé de ce qui se passe lors du The elasticity of an elastic body shaped as a hollow body 25 can, for example, be generated by a mechanical pressure spring inside the hollow body. In a preferred embodiment of the invention, the elastic bodies, which are shaped as hollow bodies, are filled with a product (eg acetone, methanol, propane or butane) which is liquid for the pressures and temperatures which prevail when loading the compressed gas tank and gaseous for the temperatures and pressures of the unloading phase Contrary to what happens during

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1 chargement, règnent lors du déchargement de plus basses pressions et de plus hautes températures Grâce à la liquéfaction du produit lors du chargement, la tendance du corps creux à une diminution de volume est soutenue, tandis que lors du chargement, le passage du produit à une phase gazeuse soutient l'expansion de volume souhaitée du corps élastique -Dans la mesure o on utilise comme masse de stockage un matériau pour lequel ni le chargement ni le déchargement n'entraînent de hautes températures (par exemple maximum 1000 C), on peut avantageusement agencer des corps élastiques composés d'une matière synthétique en mousse à pores fermés à l'intérieur du réservoir à gaz comprimé. En particulier, lors de l'emploi de sphères creuses comme corps élastiques, il s'impose de les agencer librement dans le réservoir à gaz comprimé Il en résulte une fabrication particulièrement simple du réservoir à gaz comprimé Dans un mode de réalisation préféré, ces corps élastiques présentent une forme extérieure oblongue et ils sont disposés parallèlement à l'axe longitudinal du réservoir à gaz comprimé La longueur des corps élastiques correspond à chaque fois environ à celle du réservoir à gaz comprimé Cet agencement est recommandé lorsque le réservoir à gaz comprimé, lors de son utilisation, est disposé avec son axe 25 longitudinal horizontal Si, au contraire, le réservoir à gaz comprimé doit, de préférence, être utilisé avec son axe longitudinal vertical, il est alors recommandé de conformer les corps élastiques en disques et de les agencer, à 1 loading, reign during unloading at lower pressures and higher temperatures Thanks to the liquefaction of the product during loading, the tendency of the hollow body to decrease in volume is sustained, while during loading, the passage of the product to a gas phase supports the desired volume expansion of the elastic body -In so far as a storage mass is used a material for which neither the loading nor the unloading cause high temperatures (for example maximum 1000 C), it is possible to advantageously arrange elastic bodies composed of a synthetic foam material with closed pores inside the compressed gas tank. In particular, when using hollow spheres as elastic bodies, it is necessary to arrange them freely in the compressed gas tank. This results in a particularly simple manufacture of the compressed gas tank. In a preferred embodiment, these bodies elastics have an oblong external shape and they are arranged parallel to the longitudinal axis of the compressed gas tank The length of the elastic bodies corresponds each time approximately to that of the compressed gas tank This arrangement is recommended when the compressed gas tank, during of its use, is arranged with its horizontal longitudinal axis 25 If, on the contrary, the compressed gas tank should preferably be used with its vertical longitudinal axis, it is then recommended to conform the elastic bodies into discs and to arrange them , at

distance les unq des autres, le long de l'axe longitudinal 30 du réservoir à gaz comprimé. distance one from the other, along the longitudinal axis 30 of the compressed gas tank.

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1, \ k;: ltiqu: vr;-l < 7 dans oe cas, être conformés de façon que, à chaque fois, ils remplissent totalement la surface de la section du réservoir à gaz comprimé De ce fait, le réservoir à gaz comprimé est partagé en tronçons de volumes agencés axialement les uns derrière les autres et remplis de masse de stockage Afin que le flux d'hydrogène puisse traverser les tronçons de-volumes individuels, un tube de gaz poreux ou un corps de matière solide correspondant en forme de barre et poreux est agencé coaxialement à 10 l'intérieur du réservoir à gaz comprimé Pour améliorer le flux de chaleur qui est dirigé, lors du chargement, de l'intérieur du réservoir à gaz comprimé vers l'extérieur, et lors du déchargement vers l'intérieur dudit réservoir, il est avantageux de pourvoir, extérieurement, les corps élastiques avec des appuis plats qui reposent contre la surface interne de la paroi du réservoir à gaz comprimé Une autre amélioration de l'échange thermique avec l'environnement résulte du fait que les corps élastiques, au moins 1, \ k ;: ltiqu: vr; -l <7 in this case, be shaped so that, each time, they completely fill the surface of the section of the compressed gas tank As a result, the compressed gas tank is divided into sections of volumes arranged axially one behind the other and filled with storage mass So that the flow of hydrogen can pass through the sections of individual volumes, a tube of porous gas or a body of corresponding solid material in the form of bar and porous is arranged coaxially inside the compressed gas tank To improve the heat flow which is directed, during the loading, from the inside of the compressed gas tank towards the outside, and during the unloading towards the inside said tank, it is advantageous to provide, externally, the elastic bodies with flat supports which rest against the internal surface of the wall of the compressed gas tank. Another improvement in heat exchange with the environment results from the f have elastic bodies, at least

dans la zone de leur surface y compris les appuis plats, 20 sont formés d'un matériau bon conducteur de la chaleur. in the area of their surface including the flat supports, 20 are formed of a material which is a good conductor of heat.

Dans de nombreux eas, il sera avantageux d'accoupler plusieurs réservoirs à gaz comprimé selon l'invention et d'en former un réservoir à hydrogène La section du réservoir à gaz comprimé peut, du reste, avoir une forme 25 quelconque par exemple un cercle, un hexagone, etc Les figures des dessins annexés feront bien comprendre In many eas, it will be advantageous to couple several compressed gas tanks according to the invention and to form a hydrogen tank. The section of the compressed gas tank can, moreover, have any shape, for example a circle. , a hexagon, etc. The figures in the accompanying drawings will make it clear

comment l'invention peut être réalisée. how the invention can be realized.

La figure 1 est une coupe transversale d'un réservoir à gaz Figure 1 is a cross section of a gas tank

comprimé pourvu de corps élastiques conformés en corps creux 30 disposés longitudinalement. tablet provided with elastic bodies shaped as hollow bodies 30 arranged longitudinally.

1 La figure 2 est une coupe transversale d'un réservoir à gaz 1 Figure 2 is a cross section of a gas tank

comprimé pourvu de corps élastiques dirigés longitudinalement conformés en corps creux et pourvus d'appuis plats. tablet provided with elastic bodies directed longitudinally shaped as a hollow body and provided with flat supports.

La figure 3 est une coupe transversale d'un réservoir à gaz comprimé, pourvu de corps élastiques conformés en corps creux remplis de mousse et pourvus d'appuis plats. La figure 4 est une coupe longitudinale à travers un Figure 3 is a cross section of a compressed gas tank, provided with elastic bodies shaped as hollow bodies filled with foam and provided with flat supports. Figure 4 is a longitudinal section through a

réservoir à gaz comprimé pourvu de corps élastiques en forme de disques, conformés en corps creux, dirigés perpendiculai10 rement à l'axe du réservoir. compressed gas tank provided with elastic disc-shaped bodies, shaped as hollow bodies, directed perpendicularly to the axis of the tank.

La figure 5 est une coupe longitudinale à travers un réservoir à gaz comprimé, pourvu de corps élastiques en forme de disques, pourvus euxmêmes d'appuis plats reposant Figure 5 is a longitudinal section through a compressed gas tank, provided with elastic disc-shaped bodies, themselves provided with flat supports resting

intérieurement contre la paroi du réservoir et d'un 15 remplissage de mousse élastique. internally against the wall of the tank and a filling of elastic foam.

Le réservoir à gaz comprimé 3 représenté en coupe transversale sur la figure 1 contient, en tout, cinq corps élastiques 2 plats s'étendant le long de l'axe du réservoir, qui sont conformés en corps creux Les corps élastiques 2 s'étendent sur toute la longueur du réservoir à gaz comprimé 3 et ils sont en contact intérieurement avec sa surface 5 cylindrique, le long d'une génératrice Ils touchent également le long d'une génératrice le tube de gaz 4 poreux agencé coaxialement à l'axe du réservoir De ce fait, 25 l'intérieur du réservoir est partagé en cinq volumes partiels, qui sont formés à chaque fois entre deux corps The compressed gas tank 3 shown in cross section in FIG. 1 contains, in all, five elastic bodies 2 flat extending along the axis of the tank, which are shaped as hollow bodies The elastic bodies 2 extend over the entire length of the compressed gas tank 3 and they are in contact internally with its cylindrical surface 5, along a generator They also touch along a generator the porous gas tube 4 arranged coaxially with the axis of the tank Therefore, the interior of the tank is divided into five partial volumes, which are formed each time between two bodies

élastiques 2, la paroi 5 du réservoir et le tube de gaz 4. elastic 2, the wall 5 of the tank and the gas tube 4.

Ces volumes partiels sont à chaque fois entièrement remplis These partial volumes are each fully filled

d'une masse de stockage 1.of a storage mass 1.

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1 Lors du remplissage du réservoir de gaz comprimé 3 avec de l'hydrogène, la masse de stockage I se dilate et ce faisant, presse sur les corps élastiques 2 Ceux-ci cèdent sous la pression extérieure et diminuent leur volume Le volume des 5 corps élastiques 2 est, compte-tenu de leur compressibilité, calculé de façon qu'ils peuvent accepter, également dans l'état de complet remplissage du réservoir à gaz comprimé, le changement de volume de la masse de stockage 1 qui se produit, sans que la masse de stockage 1 exerce, sur la 10 paroi 5 du réservoir, une pression qui conduirait à une déformation plastique de la paroi 5 du réservoir Lors du déchargement du réservoir à gaz comprimé 3, la masse de stockage 1 se contracte à nouveau La pression sur les corps élastiques 2 diminue, de sorte que ceux-ci se dilatent à nouveau La contraction de la masse de stockage 1 n'entraîne donc pas, à l'intérieur du réservoir, la formation d'espaces vides De cette façon, on évite que la matière de stockage 1 ne se déplace éventuellement sous des secousses extérieures du réservoir à gaz comprimé 3 et se concentre à des endroits 20 précis, s'y solidifie et n'entraîne lors du processus de chargement suivant, des déformations plastiques de la paroi du réservoir. La variante de réalisation représentée, en coupe transversale également sur la figure 2 présente quatre corps élastiques 2, qui sont à leur tour conformés en corps creux, mais, à la différence du réservoir à gaz comprimé de la figure 1, ils sont pourvus, extérieurement, d'appuis 6 plats Ces appuis 6 plats s'appuient sur la face interne du réservoir à gaz comprimé 3 contre la paroi 5 du réservoir. 30 La surface des corps élastiques 2, ainsi que celle des appuis 6 plats, est formée d'un matériau bon conducteur de la chaleur De ce fait, l'échange thermique avec la masse de 1 When filling the compressed gas tank 3 with hydrogen, the storage mass I expands and in doing so presses on the elastic bodies 2 These yield under external pressure and reduce their volume The volume of the 5 bodies elastic 2 is, taking into account their compressibility, calculated so that they can accept, also in the state of complete filling of the compressed gas tank, the change in volume of the storage mass 1 which occurs, without the storage mass 1 exerts a pressure on the wall 5 of the tank which would lead to plastic deformation of the wall 5 of the tank When the compressed gas tank 3 is unloaded, the storage mass 1 contracts again The pressure on the elastic bodies 2 decreases, so that they expand again The contraction of the storage mass 1 therefore does not cause, inside the tank, the formation of empty spaces In this way, it is avoided that storage material 1 possibly moves under external jolts of the compressed gas tank 3 and concentrates in specific places, solidifies there and does not cause, during the following loading process, plastic deformations of the wall of the tank. The variant embodiment shown, in cross section also in FIG. 2, presents four elastic bodies 2, which in turn are shaped as hollow bodies, but, unlike the compressed gas tank of FIG. 1, they are provided externally , 6 flat supports These 6 flat supports are supported on the internal face of the compressed gas tank 3 against the wall 5 of the tank. The surface of the elastic bodies 2, as well as that of the flat supports 6, is formed of a material which is a good conductor of heat. Therefore, the heat exchange with the mass of

stockage 1 en est sensiblement simplifié. storage 1 is considerably simplified.

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1 Un mode de réalisation semblable à celui de la figure 2 est 1 An embodiment similar to that of FIG. 2 is

représenté sur la figure 3.shown in figure 3.

Ici, les corps élastiques 2 conformés également en corps Here, the elastic bodies 2 also shaped as bodies

creux, sont remplis intérieurement d'une mousse élastique. hollow, are filled internally with an elastic foam.

Tandis que les figures 1 et 3 représentent des réservoirs à gaz comprimé qui sont surtout appropriés pour un emploi en position horizontale, sur les figures 4 et 5 sont représentés en coupe longitudinale, deux réservoirs, qui sont prévus While Figures 1 and 3 show compressed gas tanks which are especially suitable for use in a horizontal position, in Figures 4 and 5 are shown in longitudinal section, two tanks, which are provided

pour une station debout, c'est-à-dire que les axes des 10 réservoirs sont dirigés verticalement. for a standing position, that is to say that the axes of the 10 tanks are directed vertically.

Les corps élastiques 2 sur la figure 4 sont conformés en corps creux en forme de disques qui sont disposés à distance le long de l'axe du réservoir de gaz comprimé 3 Les corps élastiques 2 s'étendent, dans ce cas, en direction radiale 15 sur tout le volume entre le tube de gaz 4 et la paroi extérieure 5 du réservoir à gaz comprimé 3 De cette façon, est formé à chaque fois entre deux corps élastiques 2 un volume partiel étanche à l'intérieur du réservoir à gaz comprimé 3 Chacun de ces volumes partiels est, à chaque 20 fois, entièrement rempli par la masse de stockage 1 A la différence des réservoirs à gaz comprimé selon les figures 1 à 3, dans lesquels la masse de stockage 1 peut s'étendre dans la direction de la périphérie du réservoir à gaz comprimé 3, la dilatation de la masse de stockage 1, sur la 25 figure 4, a lieu en direction axiale lors du chargement en hydrogène. Le réservoir à gaz comprimé 3, sur-la figure 5, présente à la différence de la figure 4, des corps élastiques 2 qui sont pourvus extérieurement d'appuis 6 plats, reposant The elastic bodies 2 in FIG. 4 are shaped as disc-shaped hollow bodies which are arranged at a distance along the axis of the compressed gas tank 3 The elastic bodies 2 extend, in this case, in the radial direction 15 over the entire volume between the gas tube 4 and the outer wall 5 of the compressed gas tank 3 In this way, is formed each time between two elastic bodies 2 a sealed partial volume inside the compressed gas tank 3 Each of these partial volumes is, each 20 times, completely filled by the storage mass 1 Unlike the compressed gas tanks according to FIGS. 1 to 3, in which the storage mass 1 can extend in the direction of the periphery of the compressed gas tank 3, the expansion of the storage mass 1, in FIG. 4, takes place in the axial direction during the loading of hydrogen. Unlike compressed gas, the compressed gas tank 3, shown in FIG. 5, has elastic bodies 2 which are provided externally with 6 flat supports, resting

intérieurement contre la paroi 5 du réservoir En correspon- internally against the wall 5 of the tank Corresponding

13 255386513 2553865

1 Ca:: ah Ic e mode de' réli ? ition de la figure 3, les volumes creux des corps élastiques 2 sont ici également 1 Ca :: ah The mode of 'relationship? ition of Figure 3, the hollow volumes of the elastic bodies 2 are here also

remplis d'une mousse élastique 7.filled with elastic foam 7.

t 4t 4

Claims

CLAIMS 1 1 Compressed gas tank for storing hydrogen on the basis of a gas-solid reaction, which is filled with a storage mass, characterized in that in the storage mass (1) is incorporated into the minus an elastic body (2) whose volume can be compressed under the pressure of the storage mass (1) and which is composed of a material resistant to the temperatures which appear during the loading and unloading of the compressed gas tank (3 ) in hydrogen, 10 so that, in the discharged state, the volume of the reservoir is also completely filled. 2 compressed gas tank according to claim 1, characterized in that several elastic bodies (2) are incorporated in the storage mass (1). 3 compressed gas tank according to claims 1 or 2, characterized in that the elastic body or bodies (2) are shaped as a hollow body. 4 compressed gas tank according to claim 3, characterized in that the outer walls of the elastic body (2) are made of metal. Compressed gas tank according to Claims 3 or 4, characterized in that the elastic body or bodies (2) are filled with a product which is liquid under the conditions (pressure, temperature) of loading of the compressed gas tank (3 ) in hydrogen, and gaseous under the conditions of unloading of the compressed gas tank. 2553865 1 6 Compressed gas tank according to claims 1 or 2, characterized in that the elastic body or bodies (2) are formed as closed-pore foam bodies. 7 compressed gas tank according to one of claims 2 to 6, characterized in that the arrangement of the elastic bodies (2) is free. 8 compressed gas tank according to one of claims 10 1 to 6, characterized in that the elastic body or bodies (2) have an oblong shape, that they are arranged parallel to the longitudinal axis of the compressed gas tank ( 3) and that their length corresponds each time to that of the compressed gas tank (3). 9 compressed gas tank according to claim 2 or according to claim 2 and one of claims 3 to 6, characterized in that the elastic bodies (3) are shaped as disc-shaped bodies having a section corresponding to the section of the empty volume between the internal surface of the wall (5) of the compressed gas tank (3) and the external surface of a gas tube (4) arranged axially inside the compressed gas tank (3) and in that 'They are arranged at a distance from each other, along the axis of the compressed gas tank (3). Compressed gas tank according to one of Claims 1 to 5 or 8,9, characterized in that the elastic bodies (2) are formed, at least in the region of their surface, of a material with high thermal conductivity.

1 11 Compressed gas tank according to claim 10, characterized in that the elastic bodies (2) are provided externally with supports (6) flat which bear against the inner surface of the wall (5) of the compressed gas tank (3). g